黔产林下多花黄精不同生长年限及采收期质量差异研究
时间：2023-06-01 13:15:36 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
孙乐明，王华磊，李金玲，卢文婧，何胜兵，陈芝慧，李益益，罗春丽※
（1.贵州大学，贵州 贵阳 550025；
2.贵州省药用植物繁育与种植重点实验室，贵州 贵阳 550025；
3.贵州同德药业有限公司，贵州 铜仁 554300；
4.贵州信邦制药股份有限公司，贵州 贵阳 550000）
多花黄精（Polygonatum cyrtonema Hua.）为百合科黄精属的多年生草本植物，以干燥根茎入药；
为《中国药典》2020版（一部）收录药用黄精（Polygonati rhizoma）的来源之一，因根茎外形如姜，故又称“姜形黄精”，俗称“老虎姜”，食药两用，含有多糖、黄酮、皂苷、蒽酮类和氨基酸等多种活性成分[1]，具有补气养阴、健脾、润肺和益肾的功效，可用于补脾气、养脾阴、治疗肺之气阴两伤、改善肝肾亏虚和经血不足等症[2,3]。多花黄精可有效抑制血压、血糖和血脂的异常升高，具有延缓衰老、增强免疫力和记忆力、有效抑制病毒活性以及抗肿瘤、抗炎和抗菌等多种药理作用，如今已广泛应用于临床[4-6]。
黄精作为贵州中药材产业大力支持和发展的7个单品之一，在不断推广黄精大面积种植的前提下，必须保证其产量与品质。本文以贵州六盘水市六枝特区落别乡多花黄精种植基地为例，综合评价不同生长年限及采收时期对黔产多花黄精质量的影响，优选出多花黄精在此区域内最适宜的生长年限及合理采收期，为进一步扩大区域研究多花黄精的合理采收年限及采收时期提供参考。
1.1 材料来源
样品来源为贵州省六盘水市六枝特区落别乡樱桃林下人工种植多花黄精地下块茎。六枝特区地处云贵高原东斜坡乌蒙山与苗岭山脉的衔接地带，基本形态是西北高东南低，河谷深，地表破碎，地形变化大。区内最高的老王山海拔2 126.9 m，北盘江出境处海拔609.5 m，相对高差达1m517.4m，区内平均海拔在1 200～1 400 m之间，六枝特区属亚热带季风温暖湿润气候，年均气温14.5℃，7月份月平均气温22℃，极端最高气温34.1℃；
1月份平均气温5.2℃，极端最低气温5.6℃，气候较为温和，且常年雨量充足。
采用5点取样法于2020年10月底至2021年1月初每隔半月采集同一种植地块、相同生长条件下人工种植多花黄精鲜品；
并分别采挖生长年限为1年、2年、3年、4年及5年的多花黄精鲜品。
1.2 实验仪器
实验仪器，见表1。
表1 实验仪器Table 1 Experimental instruments
1.3 试剂与药品
试剂与药品，见表2。
表2 试剂与药品Table 2 Reagents and drugs
2.1 数据分析方法
利用Microsoft Office Excel 2016软件对上述检测数据进行处理，利用DPS9.01数据处理系统Duncan新复极差法进行差异显著性分析，利用隶属函数法对黔产多花黄精的各质量评价指标进行综合分析。
2.2 不同生长年限黔产林下多花黄精质量差异研究
2.2.1 不同生长年限多花黄精药材前处理 将采挖的多花黄精完整块茎清除泥沙，剪去须根，流水冲刷洗净，控干水分，置于煮沸蒸锅中蒸制10～20 min至透心，取出，60℃烘至恒重，按不同生长年限分别粉碎，备用。
2.2.2 不同生长年限多花黄精水分及灰分含量测定
2.2.2.1 水分及灰分测定方法 将不同生长年限黄精反复清洗至无泥土及杂质；
水分照《中国药典》2020年版（四部）中通则0832水分测定法第二法测定；
灰分照《中国药典》2020年版（四部）中通则2302灰分测定法测定。
2.2.2.2 检测结果 水分测定：测定不同生长年限的黔产多花黄精的水分，同等条件下测定，1～5年生黔产多花黄精水分含量均低于18%，符合《中国药典》2020版（一部）对黄精水分含量的要求。从1年生到5年生，水分含量分别为7.38%、9.34%、10.84%、10.89%和11.11%。黔产多花黄精水分含量在1～5年生呈上升趋势。灰分测定：参照2.2.2.1实验方法测定不同生长年限的黔产多花黄精灰分含量。生长年限为1～5年的黔产多花黄精灰分含量均低于4%，符合《中国药典》2020版（一部）对灰分含量的要求。从1年生到5年生，多花黄精灰分含量分别为3.48%、3.19%、2.80%、2.63%和3.03%。黔产多花黄精灰分含量在1～4年生呈下降趋势，4～5年生时含量出现上升。
2.2.3 不同生长年限多花黄精醇浸出物、多糖及总皂苷含量测定
2.2.3.1 检测方法及标准曲线绘制 浸出物测定：按照2020版《中华人民共和国药典》四部（通则2201）醇溶性浸出物测定法，用稀乙醇作溶剂，以干燥品计算。多糖含量测定：取经105℃干燥至恒重的无水葡萄糖对照品33 mg，精密称定，置于100 mL量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，每1mL中含无水葡萄糖0.33mg。
精密量取对照品溶液0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL和0.6 mL，分别置于10 mL具塞刻度试管中，各加水至2.0 mL，摇匀，在冰水浴中缓缓滴加0.2%蒽酮 硫酸溶液至刻度处，混匀，放冷后置于水浴中保温10 min，取出，立即放冰水浴中冷却10 min，取出，以相应试剂为空白，提取的待测液及标准溶液用酶标仪在582 nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，以吸光度对葡萄糖浓度回归，得到回归方程y=22.656x+0.082，r=0.999 7，结果表明，标准品浓度在0.003 3～0.019 8 mg/mL范围内线性关系良好。
总皂苷测定参照尤新军[7]的方法优化后测定。标准曲线的制备：取人参皂苷Rb1对照品5 mg，精密称定，置于5 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，即得1.0 mg/mL人参皂苷Rb1对照品溶液。精密量取对照品溶液0.12 mL、0.24 mL、0.36 mL、0.48 mL、0.60 mL、0.72 mL和0.84 mL分别置于10 mL具塞试管中，进行显色反应（挥干溶剂，加入5%新鲜香草醛 冰乙酸溶液0.2 mL，在冰水浴中加入高氯酸0.8 mL后摇匀，静置5 min，60℃水浴加热15 min后，冰浴2 min，加入5 mL冰醋酸，摇匀，静置5 min，完成显色），以对应试剂为空白对照，用酶标仪于543 nm波长处测定吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
供试品测定：将多花黄精粉末于60℃烘箱中干燥至恒重后过80目筛，取0.1 g，精密称定，置于250 mL锥形瓶中，加入40 mL 80%甲醇，加塞后放入超声提取仪中提取90 min，过滤，滤液转入50 mL容量瓶中，用80%甲醇定容至刻度，密塞摇匀，即得。用移液枪取0.5 mL待测液于10 mL具塞试管中，挥干溶剂，按标准曲线绘制项下方法显色，酶标仪543 nm波长处测定吸光度值。计算黔产林下种植多花黄精供试品溶液中总皂苷含量。
绘制标准曲线，以吸光度对人参皂苷Rb1浓度回归，得到回归方程y=8.162 6x+0.007 8，r=0.996 1，结果表明，标准品溶液浓度在0.12～0.84 mg/mL范围内线性关系良好。
2.2.3.2 检测结果 黔产多花黄精多糖醇溶性浸出物、多糖及总皂苷含量结果，见表3。
表3 不同生长年限的黔产多花黄精醇浸出物、多糖及总皂苷含量测定结果Table 3 Determination results of the alcohol extract,polysaccharide and total saponins of Polygonatum cyrtonema produced in Guizhou at different growth years
由表3可知，1～5年生多花黄精浸出物含量均高于45%，符合《中国药典》2020版（一部）中对黄精醇浸出物含量的要求。其中，2年生醇浸出物含量最高，其值为75.14%，显著高于1年生醇浸出物含量，分别比1、3、4、5年生高3.54%、1.66%、0.98%、1.14%。其次为4年生和5年生，含量分别为74.16%和74.00%。1年生醇浸出物含量最低。生长年限为2、3、4、5年的醇浸出物含量差异不显著。
由表3可知，生长年限对黔产多花黄精多糖含量积累影响显著。整体呈先上升后下降的趋势，在1～2年间多糖含量涨幅最大，2～4年之间较为平稳，4～5年多糖含量降低且降幅较大。除1年生多糖含量未达到7%以外，其余年限多糖含量均超过7%，符合《中国药典》2020版（一部）中对黄精多糖含量的要求。1年生的多糖含量最低，其值为6.96%，极显著低于3、4年生多糖含量，显著低于2年生多糖含量，与5年生多糖含量差异不显著。3年生的多糖含量最高，其值为14.37%，极显著高于1年生多糖含量，显著高于5年生多糖含量，多糖含量分别比1、2、4、5年高7.14%、3.17%、1.19%和4.64%，与4年生的差异最小。2、3、4年生多糖含量差异显著，4年生和5年生多糖含量差异不显著。
由表3可知，总皂苷含量整体随着生长年限升高而升高，3～4年生之间有小幅下降，其中最大值为5年生13.70%，最小值为1年生12.46%，但各生长年限之间总皂苷含量差异不显著。
2.3 黔产林下多花黄精不同采收期质量差异研究
2.3.1 不同采收期多花黄精药材前处理 每次采样，选择多花黄精的第1、2、3年龄节，除杂，洗净，去除须根，控干水分，蒸至透心，60℃烘至恒重，粉碎，备用。
2.3.2 不同采收时期多花黄精折干率与水分测定 对不同采收时期多花黄精折干率进行测定，折干率=干重/鲜重100%。折干率可以反映出其干物质的储存状况，在一定程度上反映其产量的多少。水分测定照《中国药典》2020年版（四部）中通则0832水分测定法第二法测定。
由图1可知，采收时期的不同，黄精的水分含量存在差异，在11月15日采收的多花黄精水分含量最高，为7.18%。12月15日采收的黄精水分含量最低，为6.62%；
12月15日采收的黄精折干率最高，为26.97%，次年1月3日采收的最低，为17.91%。从10月底到11月中旬，其水分含量升高，此时地上部分未完全枯萎，可能因为气候的原因光合作用短时间内增强，相关性分析表明，折干率与水分呈负相关，12月15日多花黄精水分含量降低，此时折干率高，到次年1月初，新芽萌发，代谢能力逐渐增强，水分含量再次升高，折干率降低。
图1 不同采收时期多花黄精水分与折干率比较Fig.1 Comparison of water content and drying rate of Polygonatum cyrtonema at different harvest periods
2.3.3 不同采收时期多花黄精浸出物、总皂苷和多糖含量比较 按2.2.3.1项下方法，测定不同采收时期多花黄精浸出物、总皂苷和多糖含量。黄精浸出物与多糖含量均是降低 升高 降低趋势，总皂苷与折干率的变化波动较明显，同时呈现升高 降低 升高 降低的趋势。整体来说，浸出物、多糖、总皂苷以及折干率的变化的共同点是从12月15到次年1月3日其含量均降低。
由表4可知，浸出物与多糖、总皂苷及折干率呈正相关，与水分没有相关性，与灰分呈显著负相关；
多糖与灰分呈负相关，与总皂苷、水分及折干率呈正相关；
灰分与总皂苷呈正相关，与水分和折干率呈负相关；
总皂苷与水分呈负相关，与折干率呈正相关；
水分与折干率呈负相关。相关性分析发现灰分与浸出物、水分、多糖及折干率等指标均呈负相关，表明灰分会影响多花黄精药用成分的积累。
表4 不同采收时期多花黄精的多糖、浸出物与总皂苷含量测定结果Table 4 Determination results of the polysaccharide,extract and total saponins of Polygonatum cyrtonema at different harvest periods
3.1 结果分析
3.1.1 不同生长年限黔产林下多花黄精各项指标成分含量综合分析 单个指标的差异无法较为准确的评价不同生长年限的黔产林下多花黄精质量优劣，因此选用隶属函数法对黔产多花黄精的各质量评价指标进行综合分析，分别以多糖、总皂苷和醇溶性浸出物等每项测定指标的不同年限测定值与最小值之差为分子，以最大值与最小值之差为分母，比值为隶属函数值，优选出黔产多花黄精适宜的生长年限。结果见表5。
表5 隶属函数值及综合排名Table 5 Membership function value and comprehensive ranking
由表5可知，各指标隶属函数值均在[0-1]之间，符合隶属函数法平均隶属函数值的范围。各指标之间总皂苷含量隶属函数平均值最高，为0.705，其次是醇浸出物及多糖，分别为0.586和0.557，排名由高到低顺序为总皂苷＞醇浸出物＞多糖＞总灰分。在不同生长年限之间隶属函数平均值最高为4年生，为0.852，其次为3年生和2年生，为0.811和0.670，排名由高到低为4年生＞3年生＞2年生＞5年生＞1年生，结果表明，4年生的质量相对较好。
3.1.2 不同采收期黔产林下多花黄精各项指标成分含量综合分析 不同采收期黔产林下多花黄精浸出物、多糖、总皂苷以及折干率的变化的共同点是从12月15日到次年1月3日其含量均降低。
由表6可知，黄精浸出物与多糖含量均是先降低到12月15日升高后又降低，而总皂苷与折干率的变化波动较明显，但同时呈现增高、降低、增高及降低的趋势。整体来说，浸出物、多糖、总皂苷以及折干率的变化的共同点是从12月15日到次年1月3日其含量全部降低。故初步认为1月初不适合进行多花黄精的采收。综合多花黄精各指标来看，12月15日采收的多花黄精品质最好，其次分别是11月15日、10月28日、12月1日、次年1月3日。可以看出，次年1月3日所测的指标整体明显低于其他采收期，为保证多花黄精产量和质量，故该地区多花黄精建议在12月中旬采收。
表6 不同采收时期隶属函数分析Table 6 Membership function analysis of different harvest periods
黔产多花黄精采收期对比研究结果为10月28日采收的黄精多糖含量最高，为16.56%，随后逐渐降低，到12月15日升高后降低；
有研究表明黄精多糖含量在10月底地上部分完全枯萎时最高，随后因地下部分新芽萌动导致多糖含量迅速下降[14]。本研究表明，多花黄精在10月底多糖含量达到最高，但是后期降低后又再次升高，12月中旬后降低，可见其地域不同，在相同时期黄精含量的变化也不相同。10月28日采收的灰分含量最低，为2.62%，10月28日采收的浸出物含量最高，为85.75%；
11月15日总皂苷含量最高，为14.77%；
12月15日采收的折干率最高，为26.97%，此时干物质储存最高。通过相关性分析，灰分与黄精多个指标均呈负相关，研究表明，灰分含量的高低会影响药用成分的形成。
3.2 讨论
周新华等[8]曾通过实验研究了多花黄精在不同生长年限和林下生境2个因素影响下其成分的差异情况，结果表明对多花黄精药用活性成分含量影响最大的因素是生长年限，在其实验所测出的指标结果变化趋势中，多糖含量先随着多花黄精的生长年限逐渐升高，在生长年限为6年时有下降，与本实验中多糖含量在3年之前逐渐升高，3年至5年逐渐下降的趋势相似。赵致等[9]在对贵州省凤冈西山黄精GAP试验示范基地黄精的研究中，得出该地区黄精在生长年限为4年时最适宜采收的结论，谷甫刚[10]在对中药材黄精种植技术研究的结果表明，种子繁殖的黄精收获最佳为4年，与本实验中的结论最佳采收年限4年相符，不同生长年限对多花黄精质量的影响在不同地区上的差异还有待进一步研究。
黄俊学等[11]运用响应面法优化不同年份黄精中总糖含量的测定，结果为4年生黄精多糖含量相对较高，党康[12]对略阳县野生黄精产量测定和多糖分析研究表明3年生根茎多糖含量最高，与本实验的结果相似。姜武等[13]在浙产多花黄精最适采收期研究中结果为浙江地区根茎繁殖的多花黄精在生长年限为3年时最适合采收，与本实验结论相近。
本实验中多糖在生长年限为3年达到最大值后，4、5年生多糖含量出现下降趋势，这可能是由于黔产多花黄精年限越长木质化越严重，有效成分流失。灰分含量1～4年呈下降趋势，5年生的灰分却有小幅上升，通过查阅文献，这可能是地上部分的茎叶逐渐老化、其光合作用能力下降的原因。
综合分析黔产林下多花黄精多糖、总皂苷、醇浸出物和灰分的含量，其结果显示生长年限为4年时黔产多花黄精质量最好，生长年限为2、3年的黔产多花黄精质量较好，因此，优选林下多花黄精在此区域适宜的生长年限以4年生为佳。在此基础上，研究表明该区域的多花黄精在10月底到次年1月初均可采收，综合考虑各有效成分在12月15日前后采收为佳，若只考虑其浸出物与多糖含量，建议在10月底采收最佳，若以总皂苷作为药用成分，则以11月15日到12月15日内采收为佳。
多花黄精林下种植，可将农业、林业和旅游业进行有机组合，为现代农林业发展和乡村振兴提供一个新方向；
明确林下种植多花黄精合理采收年限为4年、采收时期以12月中下旬为宜，为保证稳定的产量及质量提供借鉴；
可持续发挥对周边地区的辐射作用，可促进农业增效与乡村振兴建设、维护生物多样性、保护生态环境等方面具有积极的意义。
